Ações Consultar Procurar Exibir estatísticas

Dúvidas e sugestões

Consultar: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química

Título [PT]: Estudo comparativo entre o uso de refervedores e injeção direta de vapor em colunas de destilação
Título [EN]: A comparative study between the use of reboilers and direct steam injection in distillation columns
Autor(es): Rodrigo Orgeda da Silva
Palavras-chave [PT]:

Etanol. Coluna de destilação. Injeção direta de vapor. Refervedores. Brasil.

Distillation. Direct steam injection. Reboilers. Brazil.

Oswaldo Curty da Motta Lima [Orientador] - UEM Rita de Cássia Bergamasco - UEM Luiz Mario de Matos Jorge - UEM

Resumo: A destilação é uma ferramenta de separação de componentes que consiste na vaporização de um líquido, ou de uma mistura de líquidos, seguida de imediata condensação dos vapores produzidos, podendo ser executada por dois principais métodos. O primeiro método é baseado na produção de um vapor por ebulição da mistura líquida a ser separada e condensação sem permitir que qualquer líquido volte à coluna de destilação. Então, não há refluxo. O segundo método é baseado no retorno de parte do condensado para a coluna de destilação em condições tais que este líquido retornando é colocado em contato direto com os vapores que estão se direcionando para o condensador. Qualquer um destes métodos pode ser conduzido como um processo contínuo ou em batelada. O aquecimento da coluna de destilação pode ser feito por duas maneiras: injeção direta de vapor e uso de refervedores. Refervedores são trocadores de calor normalmente utilizados para fornecer calor para a parte inferior de colunas de destilação industrial. Eles fervem o líquido da parte inferior de uma coluna de destilação para produzir os vapores que são retornados para a coluna de destilação. O objetivo deste trabalho foi comparar três projetos de colunas de destilação de álcool, usando, para o aquecimento da coluna, injeção direta de vapor, refervedor parcial ou refervedor total. Primeiramente, desenvolveram-se balanços de massa e energia para os casos de aquecimento direto e indireto para uma coluna de esgotamento. Depois, calculou-se a variação do número de pratos em ambos os tipos de aquecimento. Com os valores obtidos por meio do sistema de equações, dimensionou-se a área dos refervedores parcial e total. Além disso, fez-se uma análise de viabilidade financeira do projeto. Uma pesquisa de campo em uma usina em operação foi realizada a fim de fornecer informações que ajudaram no dimensionamento dos refervedores e sustentaram, de forma mais realista, a discussão final das vantagens e desvantagens deste projeto. Resultados sobre o estudo de caso mostraram que é possível haver uma redução de quase 17% da quantidade de vinhaça e 1,8% da quantidade de vapor. Por ter havido diminuição na quantidade de vapor, pode-se estimar o tempo de retorno do investimento de aproximadamente dois anos. Neste cenário, o refervedor parcial se mostrou mais viável que o refervedor total, já que promove mais um estágio de separação, podendo aumentar a eficiência da coluna, e possui custo de aquisição menor que o refervedor total. Assim, pode-se afirmar, tanto no aspecto ambiental como financeiro, que é vantajoso realizar a substituição proposta neste projeto. Abstract: Distillation is a tool for the separation of components that consists in vaporization of a liquid, or a mixture of liquids, followed by immediate condensation of the vapors produced; it may be performed by two main methods. The first method is based on the production of a vapor by boiling the liquid mixture to be separated and condensing the vapors without allowing any liquid to return to the still. There is then no reflux. The second method is based on the return of part the condensate to the still under such conditions that this returning liquid is brought into intimate contact with the vapors on their way to the condenser. Either of these methods may be conducted as a continuous process or as a batch process. The heating of the still can be done in two ways: direct steam injection and use of reboilers. Reboilers are heat exchangers commonly used to provide heat to the bottom of distillation columns industry. They boil the liquid of the bottom of a distillation column to produce vapors which are returned to the still. The aim of this work was to compare three alcohol distillation columns projects, using for the column heater, direct steam injection, partial or total reboiler. First, it was developed mass and energy balances for the cases of direct and indirect heating for the distillation column in a stripping section. Then, it was calculated the variation of the number of plates in both types of heating. With the values obtained by the system of equations, the area of partial and total reboilers was dimensioned. Besides, an analysis of the financial project viability was made. A field research on a plant in operation was undertaken to provide information that helped in the design of reboilers and sustained, more realistically, the final discussion of the advantages and disadvantages of this project. Results about the study of case showed that it is possible to have a reduction of almost 17% of the amount of stillage and 1,8% of the amount of steam. Because there was a decrease in the amount of steam, it was possible estimate the payback time of approximately two years. In this scenario, the partial reboiler proved to be more viable than the total one, since promotes a separation stage, which can increase the efficiency of the column, and has lower cost than the total reboiler. Thus, it can be stated, in both financial and environmental aspects, it is advantageous to carry out the change proposed in this project.

Idioma: Português Data de Publicação: 2013 Local de Publicação: Maringá, PR Orientador: Prof. Dr. Oswaldo Curty da Motta Lima Instituição: Universidade Estadual de Maringá. Centro de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química Nível: Dissertação(mestrado em Engenharia Química) UEM: Departamento de Engenharia Química

Responsavel: elaine
Categoria: Aplicação
Formato: Documento PDF
Arquivo: ESTUDO COMPARATIVO ENTRE O USO DE REFERVEDORES E INJEÇÃO DIRETA DE VAPOR EM COLUNAS DE DESTILAÇÃO.pdf
Tamanho: 2091 Kb (2140743 bytes)
Criado: 11-08-2016 15:08
Atualizado: 11-08-2016 15:15
Visitas: 1305
Downloads: 25

[Visualizar]  [Download]

Todo material disponível neste sistema é de propriedade e responsabilidade de seus autores.